物理基礎・波
波｜公式・用語まとめ
波は物質そのものが進むのではなく、振動の状態やエネルギーが伝わる現象です。グラフの横軸が位置か時間かを確認し、波長・周期・振動数を区別します。
FORMULAS
波の重要公式
公式の使いどころを確認してから、短い例で形を覚えましょう。
波の基本式
\(v=f\lambda\)
- いつ使う？
- 波の速さv、振動数f、波長λを結びつけます。
- 短い例
- \(f=5\,[\mathrm{Hz}], \lambda=2\,[\mathrm{m}]\)なら \(v=10\,[\mathrm{m/s}]\)
- 注意
- 媒質が同じなら波の速さは一定で、振動数が変わると波長が変わります。
周期と振動数
\(f=\dfrac1T\)
- いつ使う？
- 1秒あたりの振動回数と1回の振動にかかる時間を変換します。
- 短い例
- \(T=0.25\,[\mathrm{s}]\)なら \(f=4\,[\mathrm{Hz}]\)
- 注意
- 周期の単位は[s]、振動数はHzです。
弦の定常波
\(L=n\dfrac{\lambda}{2}\)
- いつ使う？
- 両端固定の弦にできる定常波の波長を求めます。
- 短い例
- 基本振動では \(\lambda=2L\)
- 注意
- nは腹の数に対応します。
GLOSSARY
波の重要用語
- 波長
- 同じ位相の隣り合う点の距離。
- 周期
- 1回振動するのにかかる時間。
- 振動数
- 1秒間の振動回数。
- 位相
- 振動の進み具合を表す量。
- 定常波
- 同じ振動数の波が逆向きに進んで重なり、節と腹が固定された波。
CHECK
よくある間違い
- 波のグラフ全体が媒質と一緒に移動すると考える。
- 波長と振幅を混同する。
- 位置グラフから周期を直接読み取る。